汽車智能座艙設計現狀及發展趨勢研究

王韜

摘 要：隨著國內汽車座艙設計領域進入智能時代，汽車設計行業傳統發展模式的局限性逐漸顯現，汽車設計行業座艙智能化發展的創新模式亟待探索。文章通過對智能座艙的概念進行詳盡闡釋，系統地梳理了未來汽車智能座艙設計的發展現狀，并探討了未來汽車智能座艙設計的發展趨勢，主要包括聚屏時代來臨，交互界面將變更為交互“介面”，滿足駕乘人員的更多場景需求，自動駕駛技術的應用以及智能座艙的“智能伙伴”界定等，以期對汽車產業的發展起到一定的借鑒意義。

關鍵詞：汽車 智能座艙 發展現狀 趨勢

Research on the Status Quo and Development Trend of Automobile Intelligent Cockpit Design

Wang Tao

Abstract：As the domestic automotive cockpit design field enters the era of intelligence， the limitations of the traditional development model of the automotive design industry have gradually emerged. The innovative model of the automotive design industry's cockpit intelligent development needs to be explored urgently. Through a detailed explanation of the concept of smart cockpit， the article systematically sorts out the development status of future car smart cockpit design， and discusses the development trend of future car smart cockpit design， mainly including the advent of the multi-screen era. And the interactive world will be changed to interactive "introduction"， to meet the needs of more scenarios for driving and occupants， the application of auto-driving technology and the definition of "smart partners" in smart cockpits， etc.， in order to provide a certain reference for the development of the automotive industry.

Key words：automobile， smart cockpit， development status， trend

1 引言

隨著汽車工業設計的深入發展，國汽車產業的發展模式也發生了深刻的變革。現將智能座艙設計理念與汽車制造相結合，這樣便能有力推動國汽車產業的內部變革。智能座艙設計理念正逐漸演變為汽車設計的內在驅動力，極大地促進了汽車產業新生態的形成。當前，汽車座艙設計已進入智能時代，汽車座艙內界面關系錯綜復雜、信息日益增多、車載功能不斷集成，將人-產品的智能座艙人機交互設計推向一個嶄新的高度。汽車產業通常作為各地區的支柱性產業，其發展影響著各地區經濟。在科學技術不斷提升的當下，伴隨著多種科技設備的投入使用，汽車作為交通工具的單一屬性逐漸在向“交通工具+智能化終端設備”的多元屬性轉變。

因此，文章簡析了智能座艙的概念，梳理了汽車智能座艙設計的現狀，強調汽車智能座艙新的使命，并在此基礎上指出了未來汽車智能座艙設計的發展趨勢，以期推進汽車行業新生態的建設。

2 汽車智能座艙概述

智能座艙實質是汽車駕駛艙中的人機交互場景，主要目的是將駕駛信息與娛樂信息兩個模塊進行集成，利用自身處理海量信息數據的強大能力，為用戶提供高效的、直觀的、充滿未來科技感的駕駛體驗。智能座艙的設計訴求主要是用于提升用戶的駕乘體驗，同時還要保證用戶駕乘的安全性和舒適性。智能座艙的設計要求是多樣的，其主要體現在功能體驗與交互感知的整合上，并使其更加的符合人機工程學。智能座艙的設計是基于用戶交互體驗來進行的。們可以將智能座艙理解為一種用戶的駕乘使用載體，分析用戶的駕駛需求和娛樂需求，把握用戶在不同場景下的行為習慣，并以此優化智能座艙的空間結構，進而提升用戶的駕乘體驗[1]。

智能座艙也是除在工作和家庭場景以外的第三生活空間。隨著用戶對汽車的使用時長越來越高，汽車智能座艙與用戶進行人機交互的時間也越來越長，這意味著汽車智能座艙設計的另一層目的需要著力解決由用戶駕駛汽車時間長而引發的安全問題、疲勞問題、操作紊亂問題等。這時智能座艙的另一層含義，凸顯了其作為用戶全場景的第三生活空間的真正意義[2]。

3 汽車智能座艙的設計現狀分析

在研讀了大量以往有關汽車智能座艙設計的文獻的基礎上，筆者認為基于用戶體驗的智能座艙優化設計，對于深入展現現有業務流向具有明顯的自適應性和擴展性等優勢。當前，各大汽車廠商針對汽車智能座艙設計還存在數據信息獲取難度大、車載信息平臺數據承載能力不足等問題。在汽車座艙中使用汽車芯片、計算機顯示器以及傳感器等智能硬件設備來建立多模態人機交互體系只是簡單組合，還沒有形成理想模式，無法對海量的數據進行有效處理，實現完整的自動化閉環。值得注意的是，車載平臺無論是信息承載能力不足或者是過載，兩者都容易引發用戶過于依賴數據信息，導致用戶可能在駕駛的過程中注意力分散或者沉浸于舒適的駕乘體驗中，從而產生安全隱患。在駕駛過程中，駕駛樂趣與駕駛安全往往很兩難全，有可能會因為汽車的功能性過強而對用戶駕駛安全產生影響[3]。

智能座艙需要通過車載芯片控制的各種軟件與其相應的硬件設備進行匹配，實現用戶所需的車載功能，為用戶帶來良好的駕乘體驗。在現實用戶的體驗過程中，硬件設備與軟件設備匹配的體驗一致性較差，例如用戶在進行導航時，普遍喜歡用手機導航，而不使用原機自帶導航，便是由于其數據信息處理速度非常緩慢。

4 汽車智能座艙設計發展趨勢分析

4.1 聚屏時代來臨

智能座艙的輸出系統越來越注重多元化的應用。眾多的車企將屏幕從一塊屏幕發展到多連屏，尤其在新能源汽車的設計中，其屏幕數量有可能占其控制區的70%。智能座艙設計屏幕的尺寸越來越大，屏幕的數量與日俱增，屏幕承載的的信息內容也越來越豐富。鑒于汽車信息承載量巨大，可以從信息界面層級設計入手，利用多屏化的方式有效的將眾多的車載元素進行高度集成，使得信息能夠完整的呈現出來。另外，多連聚屏能處理大量的人機交互行為，同時也為其車企改良駕駛座艙指明了方向[4]。

4.2 交互界面將變更為交互“介面”

傳統汽車座艙往往通過機械傳導的方式與用戶進行交互。隨著智能座艙的深入發展，多模態交互技術的應用擴展了用戶與汽車的交互空間。例如，手勢交互是借助手勢對汽車進行操控，通常用于控制汽車車載音響音量的大小，其控制精準度和應用范圍仍有待提升;眼動和表情交互通常是對用戶面部進行識別，一是用于捕捉駕駛員的情緒狀態。當用戶昏昏欲睡時，系統通過播放音樂或者釋放香味來喚醒駕駛員。當用戶心率、心跳等生理信息出現異常時，系統自動向醫院發出求救信號;二是用于確認用戶的身份。汽車座艙在確認用戶身份信息后還可以同步車內明暗程度、音樂喜好、汽車座椅調節等個性化設置，以滿足用戶的駕乘需求;語音交互通常是對用戶語音進行識別，多用于分析其情緒狀態或者駕乘需求，如識別到副駕接聽電話就自動降低媒體音量等。基于多場景下的汽車座艙多模態交互設計拓展了人機交互的空間，凸顯了人機交互“介面”的意義[5]。

4.3 滿足駕乘人員的更多場景需求

隨著汽車智能座艙的大力發展，用戶對駕駛場景的需求也越來越多。基于此，智能座艙的設計方向應當集多功能于一體，以確保其在與用戶進行交互時，可以滿足用戶各種車載服務需求。例如，在駕車出游方面，一是可以規劃行進路線，保證其行車線路的合理性，提升其行車的效率，保障行車的安全;二是可以通過對路程中的相關設施進行提示，如停車場、加油站等，有效的為用戶出行提供良好的服務;在親子方面，可以為用戶提供娛樂服務，如利用多功能的顯示屏為有孩子的家庭出行提供動畫片、音樂等服務。孩子可以通過娛樂設備享受到出行的樂趣，體驗出行過程中的駕乘感受;在用戶辦公方面，智能化的汽車座艙配備了相應的車載電腦，以方便用戶辦公。總之，集功能化、智能化、舒適化于一體汽車駕駛座艙可以滿足用戶在眾多場景下的用車需求。

4.4 自動駕駛技術的應用

未來汽車智能座艙的功能設計少不了自動駕駛，其是指通過信息技術手段識別路況信息，并對車輛實施連續、實時控制。汽車自動駕駛技術有效的解放了用戶的雙手，減輕了用戶的精力付出，從而提升了用戶的體驗。基于自動駕駛技術的智能座艙未來將著力滿足用戶在巡航、泊車、出庫、擁堵跟車等場景下的功能需求。一個出色的自動駕駛系統應當具備出色的規劃控制與感知能力，具體是指控車信息監測和環境感知等。這些信息包括目標車輛檢測的結果與預測軌跡和自車的規劃軌跡、方向盤轉角、車速等。

3.5智能座艙的“智能伙伴”界定

經過對汽車智能座艙進行深入調研與分析，可以預見汽車未來的發展定位是智能伙伴，具體是指通過互聯網技術的應用，有效的承載著用戶的各種需求，為用戶帶來良好的駕乘感受和人機交互體驗。用戶需要與智能座艙進行交互來實現對汽車駕駛輔助功能的需求，比如語義理解、語音識別、人臉識別等。這種帶有主動交互功能的智能化座艙才貼近用戶的生活，符合用戶的駕駛習慣。另外，智能座艙還需要有情感判斷和自成長的功能，主動與用戶進行溝通，有效的對用戶的情緒狀態進行捕捉。當捕捉到用戶駕疲勞駛時，需要主動對用戶進行友情提醒，消除安全隱患，體現“智能伙伴”的作用。

5 結語

文章在分析了汽車智能座艙的概念和發展現狀的基礎上，從聚屏、交互界面、多場景需求、自動駕駛技術以及智能伙伴等5個維度提出了未來汽車智能座艙的發展趨勢。研究認為，緊跟汽車智能座艙未來發展趨勢是符合信息時代發展規律的。優化汽車智能座艙設計可以有效提升用戶的駕乘體驗，這也是汽車座艙作為用戶全場景第三生活空間的意義所在。

參考文獻：

[1]滿足汽車互聯化、自動化、智能座艙、電動化、輕量化及可持續發展的需求[J].現代塑料，2021（04）：42-43.

[2]高馳.虹軟科技：智能化變革之下汽車座艙將如何被重新定義？[J].汽車與配件，2021（07）：34-35.

[3]周毅，朱蘭娟.智能座艙中HMI設計發展趨勢研究[J].時代汽車，2021（10）：113-114+117.

[4]劉涵昱，時瑞浩，蔣建輝.5G通信時代汽車智能座艙發展趨勢探討[J].廣東交通職業技術學院學報，2021，20（01）：33-37.

[5]柴潤澤，孫明陽.基于人機交互技術的汽車語音助手設計研究[J].工業設計，2021（01）：30-31.